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지멘스, 냉방설비 최적제어 솔루션 ‘디맨드 플로우(Demand Flow™)’ 제안

월간 에너지관리
2023-08-01


▲ 디맨드 플로우(Demand Flow) 적용 사례를 시각화한 이미지(자료=한국지멘스)



- 경제적, 환경적 지속가능성 동시에 충족하는 에너지 효율 솔루션

에너지 효율이 기업의 지속가능성 달성에 기여할 수 있는 가장 경제적인 수단으로 주목받고 있는 가운데 지멘스가 새로운 에너지 효율 해법을 내놨다. 지멘스는 2030년까지 탄소중립을 달성하겠다는 확고한 목표와 함께 탈탄소화에 앞장서고 있으며 더불어 고객의 탈탄소화 목표 달성을 위해 지원하고 있다. 

지멘스는 그 중에서도 에너지 사용을 연간 최대 40%까지 절감함과 동시에 빌딩의 쾌적성을 보장하고 냉방설비 및 공조 시스템을 최적화시켜주는 지멘스의 디맨드 플로우(Demand Flow) 솔루션을 제안하고 있다. 

지멘스의 디맨드 플로우는 중앙 냉방 플랜트 설비를 위한 에너지 및 운영비를 절감시켜주는 고유한 솔루션으로 냉방설비의 효율을 높여 사용 기업들에는 에너지 절감 효과를 제공하며 온실가스 배출량 저감에도 크게 기여하고 있다. 


냉수·공조 시스템 최적제어

디맨드 플로우 시스템은 냉수계통(DF CHW)과 공조계통(DF VAV) 등 두 가지의 솔루션으로 구성된다. Chilled Water System Optimization(DF CHW, 냉수 시스템 최적제어)는 터보 타입 또는 스크류 타입의 냉동기를 가동하는 중앙집중식 냉방 시스템에서 탁월한 에너지 절감 효과를 제공한다. 

지멘스 디맨드 플로우 컨트롤 패널은 특허 등록된 가변압력곡선로직(VPCL: Variable Pressure Curve Logic)을 포함하고 있으며 냉방계통에 안정적으로 최적화된 열원을 공급할 수 있도록 시스템을 제어한다. 

디맨드 플로우는 실행 전과 후의 전체 에너지 사용량에 대한 보다 정확한 검증을 위해 각 서브 시스템을 포함한 모든 냉동기계통의 운영정보 및 에너지 사용량을 측정 및 검증한다. 전체 냉방계통의 ‘시퀀스(sequence) 제어 알고리즘’을 핵심으로 하며 이를 위해 냉수 및 냉각수 순환 펌프와 냉각탑 팬에 인버터를 설치함으로써 가변적인 유량체계로 변환시킨다.

지멘스는 전 세계에 650개 이상의 현장에 디맨드 플로우 솔루션을 설치해 운영하고 있으며 연간 약 10~40%의 에너지 절감을 달성하고 있다. 브랜드에 상관없이 모든 냉동기에 적용 가능하며 어떤 자동제어 시스템과도 호환이 가능하다는 것이 강점이다.

VAV System Optimization(DF VAV, VAV 시스템 최적제어)는 변풍량 방식의 공조 시스템을 최적화해 전통적인 VAV 정압 제어방식대비 약 20~50%의 공조에너지 및 운영비용을 절감하는 동시에 시스템과 에너지 효율성의 극대화를 가능하게 해주는 컨트롤 솔루션이다. 

이 솔루션은 미국을 비롯한 세계 각국의 다양한 시설에 설치돼 사용자들의 비용절감에 기여하고 있다. DF VAV는 공조 시스템의 성능과 신뢰도를 향상시킬 뿐 아니라 공조 설비의 내구연한도 연장시켜 준다.

여기에, 클라우드 기반의 에너지 및 설비성능 모니터링 솔루션인 Navigator를 사용하면 디맨드 플로우 솔루션의 실행을 보다 강화시켜 시설의 운영 효율성과 에너지 절감 및 지속가능성 목표 달성을 가속화시킬 수 있다. Navigator는 사용자 편의성과 시스템 효율성을 지원하여 △지속적인 성능 모니터링 △에너지 소비 절감 △빌딩 쾌적함 향상 △설비 수명 연장의 이점을 제공한다.


▲ 냉수 시스템 최적제어(자료=한국지멘스)


▲ VAV 시스템 최적제어(자료=한국지멘스)

▲ 디맨드 플로우 적용 후 에너지 절감(자료=한국지멘스)



에너지 소비 연간 최대 40%까지 줄여

지멘스 디맨드 플로우는 현재 미국 및 아시아, 중동지역 등을 중심으로 650개 이상의 현장에서 설치돼 운영되고 있으며 에너지 절감 측면뿐 아니라 냉동설비의 안정적인 운영 측면에서도 이미 그 성능이 입증됐다. 

지멘스 디맨드 플로우는 특히 전기를 대량 소비하는 데이터센터의 에너지 효율 지표(PUE)를 낮추는데 크게 기여하는 것으로 나타났으며, 이 밖에도 호텔, 제조 및 오피스를 비롯한 상업시설에서 병원, 대학교, 제약에 이르기까지 다양한 대형 건물의 에너지 사용을 연간 최대 40%까지 줄이는데 기여하고 있다. 

지멘스는 냉방 플랜트 에너지 효율 개선 및 성과 보증을 위해 △중앙감시 및 통합 제어반(Desigo CC) △DF 컨트롤러 △에너지모니터링 시스템(Navigator) △주파수변환장치(VFDs) △고정밀 온도 및 압력 검출 센서 등을 제공, 설치 및 운영한다. 

국내에서는 2013년 최초로 이 솔루션을 도입해 성과보증방식을 통한 에너지 효율 개선사업을 추진하고 있으며 현재 대형 백화점, 호텔, 병원, 산업시설(플랜트) 등에 폭넓게 적용되고 있다. 국내 최초로 도입된 산업시설(플랜트)에서는 연간 약 31.2%의 에너지 절감 효과가 나타나 그 안정성과 성능을 인정받고 있다.

해외에서는 미국 리서치 트라이앵글 파크에 위치한 IBM의 자사 연구센터의 냉동기를 교체하지 않고도 냉방설비의 효율을 높여주는 지멘스 디맨드 플로우를 적용해 연간 전기사용량을 27%가량 절감하고 단 2년 만에 투자비용을 모두 회수한 바 있다.

▲ 지멘스 디맨드 플로우 적용 사례(사진=한국지멘스)


 



김민영 기자(energycenter@naver.com)